基于OBE理念的环境科学专业人才培养的实践

　　[摘要]首先总结了工程教育专业认证的“成果导向教育”（OutcomeBasedEducation，简称OBE）理念。在此基础上，以环境科学为例，基于OBE理念，融入培养方案调整、课程体系和教学策略的优化等，推进持续改进的质量文化，明显提升人才培养质量，真正做到学生学习成果达成的终极目标。

　　[关键词]专业认证；成果导向教育；环境科学；培养模式

　　[基金项目]中南民族大学教学研究项目“基于工程教育专业认证OBE的环境科学培养模式的改革与实践”（JYZD18008）（2019-2020）

　　[作者简介]丁耀彬（1984—），男，河南濮阳市人，工学博士，中南民族大学资源与环境学院副教授（通讯作者），研究方向为污染控制化学；王松波（1979—），男，湖北京山市人，理学博士，中南民族大学资源与环境学院副教授，研究方向为浮游动物生态学。

　　[中图分类号]G640[文献标识码]A[文章编号]1674-9324（2020）27-0286-03[收稿日期]2020-02-21

　　2006年，教育部启动工程教育专业认证试点工作。2016年，我国成为《华盛顿协议》正式成员，标志着我国工程教育质量认证体系实现了国际实质等效。经过十年的探索，专业认证的先进理念有力地推动了我国工程教育专业教学改革。截至2018年底，全國共有227所高等学校的1170个专业通过了工程教育认证，分布于机械、化工与制药等21个工科专业类[1]。

　　相对而言，理科教育专业认证发展较为滞后。2016年，教育部在工程教育专业认证的基础上在南京大学等9所试点高校启动了理科教育专业认证试点工作。南京大学2016年上半年递交了物理学专业认证的申请报告，经教育部评估中心按第三级认证受理条件进行审核通过后，进入了自评自建阶段，并于2017年上半年迎接专家组现场考查。截至目前，并未公布首批理科教育专业认证专业。按照教育部对于专业教育认证的部署，理科教育专业认证工作会在接下来的5年里推广展开。而现阶段除了少数试点学校及专业外，国内大部分高校还没有将理科专业认证提上日程，更缺乏基于专业认证理念的理科专业培养方案的改革与实践工作。

　　一、专业认证的OBE理念

　　专业认证的“成果导向教育”（OutcomeBasedEducation，简称OBE）最早由美国学者Spady等人于1981年提出[2]（P12），是指“clearlyfocusingandorganizingeverythinginaneducationalsystemaroundwhatisessentialforallstudentstobeabletodosuccessfullyattheendoftheirlearningexperiences”。OBE理念强调教育系统要清晰地聚焦和有效组织以确保学生获得在未来生活中取得成功所需的学习经验。因此，OBE教育理念更为强调课程体系的构建、指导方法的更新和评估体系的形成（图1）。

　　（一）1个核心目标

　　OBE理念强调以学生的学习成果（LearningOutcomes）的获得为核心目标（图2）。所有的教学活动都紧紧围绕这个核心目标展开。学习成果在定义上有丰富的内涵[2]。首先，从层次上来讲，分为6个层次，即记忆能力、理解能力、应用能力、分析能力、评价能力和创新能力。OBE理念更为重视高阶能力如评价和创新能力的培养和获得。其次，实施过程中，学习成果表现为培养目标，即培养什么样的学生。比如本校环境工程专业本科生的培养目标为“本专业培养系统掌握环境工程专业基础知识和实践技能，具备创新意识和持续学习能力，不断适应行业科学与技术进步，能够承担环境工程项目和环境保护管理并解决复杂环境工程问题的应用型、复合型人才”。再者，学习成果确定是有依据的。学习成果主要取决于国家和社会需求、行业产业发展需求、学校定位和学生发展及家长期望四个方面（图2）。

　　（二）2个主要条件

　　OBE理念实施强调两个主要条件即成果蓝图和成功环境。成果蓝图主要描绘出清晰的学习成果蓝图，并勾勒出必备的能力和学习内容。成果蓝图首先体现在培养目标上，具体化在毕业要求上，能力层次上即为毕业时应该达到的能力指标（图2）。成功环境是指为学生达到预期成果提供适宜的条件和机会。这种条件和机会体现在多个方面和层次，包括教师队伍的水平、专业及课程体系建设水平和软件环境。

　　（三）5个内涵

　　OBE理念具有五个内涵：（1）OBE强调每位学生都能成功，但不一定同时和通过相同途径。（2）OBE着重个性化评价。围绕核心目标，在具体实施过程中可以依据学生个体不同（基础、能力等），制定不同的评价等级。（3）OBE强调以学生精熟内容为前提，目标达成即可。（4）OBE强调绩效责任。学校要制定具体的评价和改进方法，在学校及专业层次评价学生的学习成果与毕业要求是否达成，在满足社会需求及个人发展要求上评价学生毕业5年后是否成功。（5）OBE强调能力为本。OBE在核心目标上着重培养学生适应未来社会和生活的核心能力。比如具备创新意识和持续学习能力等。

　　（四）4个实施原则

　　为了确保OBE理念的成功实施，需要把握四个基本原则。其基本原则包括：（1）焦点清晰。所有的教学活动无论是理论教学还是实践教学，无论是课程设计还是毕业论文都要清楚地聚焦在学生的最终学习成果是否达成上。（2）反向设计。反向设计强调以最终学习目标（学习成果）为起点，反向设计课程及课程体系，并展开教学活动。（3）提高期待。教师制定的学习标准应该是高规格的，充满挑战性的，以激励学生进行深度的学习。成功的学习可以促进更多的成功的学习。（4）扩大机会。教师在教学活动中应该竭尽全力给予所有学生更多的机会，并要充分考虑学生的个体性差异，在时间和资源上保障所有学生都有充足的机会达成学习成果。

　　（五）5个实施要点

　　在实施OBE中需要把握5个要点：（1）确定学习成果。最终学习成果既是OBE的终点，也是其起点。反向设计强调学习成果为起点，反向设计课程体系和教学策略。而评价体系则强调学习成果是终点，评价学生经过学习是否达成了学习目标。（2）构建课程体系。学习成果要依靠课程学习来实现，因此课程体系是学习成果的主要支撑。在制定的课程体系中，每一门课程都必须能够贡献相应的能力培养，经过每门课程的学习后学生就能获得预期的能力指标；（3）确定教学策略。教学策略即如何帮助学生获得学习成果。OBE强调以学生为中心，因此在教学理念上要转变。在教学方式方法上，OBE更为推崇研究型教学或探索型教学；教学过程上，OBE强调个性化施教。（4）自我参照评价。OBE强调教学评价聚焦在学习成果的达成度上，也不在学生的成绩高低排序上。OBE推崇多元化和梯次性评价标准，强调学生个人的学习进步。（5）逐级达成学习成果。OBE从学习目标来反推，不断提高课程难度，引导学生达成最终学习成果。

　　二、OBE指导环境科学专业人才培养的实践探索

　　基于专业认证的OBE理念，持续动态调整培养目标、课程体系和教学策略，辅以评价体系持续改进学习成果达成，明显提升环境科学专业人才的培养质量。

　　（一）树立以学生为本以学习成果为中心的教学理念

　　实行OBE教育模式，环境科学专业人才培养要以学生为本，更为关注每位学生的学习成果能否达成，强调所有学生在完成他们的学业后能否都获得成功。所有的环境科学教学活动都以学生的学习成果为目标进行组织和开展，而且这个学习成果更为强调分析、评价和创新等高阶能力的培养和获得；OBE倡导以学生为主体，学生负责自己的学习，这与传统的以教师为主体的“灌输式教学”明显不同[3]。

　　（二）培养目标的调整

　　本校2017年环境科学专业本科生培养方案中将培养目标定为“培养掌握环境自然科学、环境技术科学和环境人文社会科学等方面基础知识，具备环境科学的基本理论和基本技能，能在政府、企业与科研单位从事环境保护及相关领域工作以及继续深造的专业人才”。明显可见，这一培养目标更为强调知识和理论，与OBE理念要求不符。当今中国和世界面临的环境问题是复杂而多样的，只是具备环境科学专业的知识和理论并不能应对这些挑战；环境科学专业作为理科专业，在培养目标上应更为强调“具备分析/识别复杂环境问题，能不断适应行业科学与技术进步，能够承担环境项目评价与环境保护管理的创新复合型人才”。

　　（三）课程体系的优化

　　课程是专业教育的基本载体。专业教育目标的达成依赖于课程教学目标的达成。课程体系的优化要坚持以下几点：（1）坚持反向设计。所有课程开设、课程内容和各教学环节都围绕学习成果（培养目标）进行。OBE指导下的环境科学专业教学要在强固基础知识的基础上，通过更多综合实验、开放性实验、项目研发与环境研讨会等手段增强学生的分析、评价和创新能力的培养，形成20%数学与自然科学，15%人文社科通识课程，35%专业基础和专业课，30%项目实践与毕业论文的课程体系。（2）坚持以学生为中心。以学生为中心不但要关注学生的一般性特点，更要强调学生的个性化差异。（3）坚持持续改进。课程体系的优化是个动态的过程。以学习成果的达成度为起点，评价每门课程支撑能力指标达成与否。对于课程目标值没有达成的课程要从课程设置和教学内容等方面分析具体原因。在此基础上，动态调整优化课程体系。（4）坚持系统化设计。课程体系是一个整体。从知识结构上，课程体系是由基础课程、专业基础课程和专业课程组成的金字塔体系。从能力指标支撑上，一个能力指标值应是由数门课程支撑的，而不是只靠一门课程来达到一项能力的培养。比如，在修订的新培养方案中，分析复杂环境问题的能力指标项由环境监测、环境化学、环境科学综合实验三门课程支撑。

　　（四）教学策略的调整

　　基于OBE的实施原则和要点，教学策略应注意以下几个方面：（1）多样灵活的教学模式和方法扩大机会。教师和教学活动提供促进学生成功学习的条件和环境。翻转课堂可以促进学生自主学习，应该积极尝试；但要指出的是，无论哪种教学模式都会存在其缺陷和不足，采用混合式教学模式，将传统教学和各种新的教学模式如MOOC等结合，发挥信息技术和多媒体的优势，既可激发学生的自主性和创造性，也可发挥教师的引导和监督作用。（2）强化高阶能力的培养。作为一个偏应用性的理科专业，高阶认知和思维能力的培养至关重要。问题学习和项目学习是获得高阶认知和智慧的方法，应该大力倡导。可以通过环境影响评价、环境监测、环境质量分析等项目促进学生学习，提升学生的创新能力。（3）加强校企合作，联合培养学生的综合能力。加强校企合作是由OBE本质确定的。OBE强调学习目的是满足社会和行业需求。校企合作的方式可以是多样的。高校可以通过企业调研制订更为有效的人才培养方案。可以采用“3.5年学校学习+0.5年企业实践”的模式[4]，锻炼学生的实践能力和适应社会挑战的能力；可以在教学环节中安排学生到企业参观实习，也可请专业技术人士在校讲座。

　　三、结语

　　理科专业教育认证工作进展滞后，但“成果导向教育”对于理科专业人才培养具有有益的指导作用。为此，本文从以学生为本以学习成果为目标的教学理念转变、培养目标的优化、课程体系的调整、教学策略的优化四个方面阐述了应用“成果导向教育”指导环境科学专业人才培养的实践探索，为高校理科专业人才培养改革提供了新的思路和方向。